[發(fā)明專(zhuān)利]介孔TiO2負(fù)載納米鐵催化劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310428527.X
• 申請(qǐng)日: 2013-09-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103447038A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 費(fèi)學(xué)寧;姜遠(yuǎn)光;武日雷;董業(yè)碩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津城建大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/745
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/745;B01J37/34;C02F1/30;B82Y30/00
• 代理公司: 天津才智專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

1.一種介孔TiO₂負(fù)載納米鐵催化劑的制備方法，該方法包括以下步驟：

（1）鈦酸丁酯水解緩沖液的配制

將2.13ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36%～38%的濃鹽酸，加入到已裝有無(wú)水乙醇溶劑的250mL容量瓶中配制成0.1mol/L的鹽酸乙醇溶液作為鈦酸丁酯水解緩沖液；

（2）介孔TiO₂催化劑的制備

制備介孔TiO2所需反應(yīng)物包括有，EO₂₀PO₇₀EO₂₀（P123），鈦酸丁酯，無(wú)水乙醇，蒸餾水，鈦酸丁酯緩沖溶液；

制備時(shí)以EO₂₀PO₇₀EO₂₀（P123）為表面活性劑，采用水熱合成法制備介孔TiO₂，反應(yīng)物的體積比為：鈦酸丁酯：無(wú)水乙醇：無(wú)水乙醇+蒸餾水：鈦酸丁酯水解緩沖溶液=10:10:5+2.1:1-5；操作步驟如下：

1）將1-3g表面活性劑和無(wú)水乙醇置于燒杯中，在室溫下攪拌，使得表面活性劑充分溶解，得到溶解有表面活性劑的無(wú)水乙醇溶液；攪拌下，向溶解有表面活性劑的無(wú)水乙醇溶液中滴加鈦酸丁酯，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌30-40min，使的鈦酸丁酯與溶解有表面活性劑的無(wú)水乙醇溶液充分混合，得到的混合液記為X組分；

2）將無(wú)水乙醇、蒸餾水和1-5ml鈦酸丁酯緩沖溶液置于梨型分液漏斗中充分混合，并記為Y組分；

3）將所述X組分置于磁力攪拌器上，開(kāi)啟磁力攪拌器以1000-1800rpm強(qiáng)烈攪拌，將所述Y組分逐滴加入到X組分中，持續(xù)攪拌1-2h，將上述溶液轉(zhuǎn)移到不銹鋼水熱反應(yīng)釜，密封后在50℃-120℃溫度下晶化1-4h；反應(yīng)結(jié)束后使不銹鋼水熱反應(yīng)釜在3-10min內(nèi)快速冷卻至室溫，將得到的混合液過(guò)濾，并用去離子水和乙醇分別沖洗三遍，在60℃-80℃下干燥；

4）將上述干燥后的產(chǎn)物，采用兩步加熱法去除表面活性劑，先在空氣氣氛下130℃-200℃焙燒1-2h，然后繼續(xù)升溫350℃-500℃煅燒2-4h；

5）將煅燒后的產(chǎn)物從馬弗爐中取出、冷卻，經(jīng)研磨、過(guò)篩即可得到孔道有序性的介孔TiO₂催化劑；

（3）介孔TiO₂負(fù)載納米鐵催化劑的制備

采用液相還原法：對(duì)FeSO₄的乙醇-水溶液體系，采用滴加強(qiáng)還原劑KBH₄或NaBH₄對(duì)Fe²⁺進(jìn)行還原制得納米鐵微粒；

1）制備原料:FeSO₄·7H₂O、上述已制備的介孔TiO₂催化劑、NaBH₄或KBH₄、蒸餾水、無(wú)水乙醇、NaOH、氮?dú)猓?/p>

2）在15℃-35℃溫度下，將0.73g-6.23g上述已制備的介孔TiO₂催化劑與100ml0.2mol/L?FeSO₄·7H₂O水溶液置于三口燒瓶中，密封，并標(biāo)記為A組分；將組分A置于磁力攪拌器上，向三口燒瓶中通入氮?dú)獗Ｗo(hù)并對(duì)A組分超聲分散10min，開(kāi)啟磁力攪拌，使組分A混合均勻；

3）配制100ml0.4mol/L?NaBH₄或KBH₄溶液，并用NaOH調(diào)節(jié)pH為9-10，制成弱堿性NaBH₄或KBH₄溶液，并標(biāo)記為B組分；

4）向上述A組分中加入50ml的無(wú)水乙醇，攪拌均勻，然后在氮?dú)鈿夥盏谋Ｗo(hù)下，將配制的B組分逐滴滴加至A組分中，滴加速度為60-90滴/min，待滴加完畢后，持續(xù)攪拌反應(yīng)60min，靜置30min，過(guò)濾，得到黑色沉淀顆粒，將黑體沉淀顆粒用蒸餾水洗滌2-5次，再超聲分散30min后，用無(wú)水乙醇洗滌3-5次，將洗滌后的黑色沉淀顆粒置于真空、干燥箱中烘干6h-8h取出，即得介孔TiO₂負(fù)載納米鐵催化劑，在無(wú)氧條件下密封保存。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是：步驟（2）中所述熱處理去除表面活性劑分兩步加熱，首先在低溫130℃-200℃下使模板劑充分分解斷鏈，然后再在高溫350℃-500℃下氧化脫除，從而降低焙燒過(guò)程對(duì)介孔結(jié)構(gòu)完整性的破壞。